赛灵思FPGA 的功耗优化设计

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现数字调制信号又称为键控信号,调制过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制,最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK).根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制).多进制数字调制与二进制相比,其频谱利用率更高.其中QPSK(即4PSK)是MPSK(多进制相移键控)中应用最广泛的一种调制方式。 1 QPSK简介 QPSK信号有00、01、10、11四种状态。所以,对输入的二进制序列,首先必须分组,每两位码元一组。然后根据组合情况,用载波的四种相位表征它们。QPSK信号实际上是两路正交双边带信号, 可由图1所示方法产生。 QPSK信号是两个正交的2PSK信号的合成,所以可仿照2PSK信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A和B两个分量,然后还原成串行二进制数字信号,即可完成QPSK信号的解调,解调过程如图2所示。

图1 QPSK信号调制原理图 图2 QPSK信号解调原理图 2 QPSK调制电路的FPGA实现及仿真 2.1基于FPGA的QPSK调制电路方框图 基带信号通过串/并转换器得到2位并行信号,,四选一开关根据该数据,选择载波对应的相位进行输出,即得到调制信号,调制框图如图3所示。 图3 QPSK调制电路框图 系统顶层框图如下

图中输入信号clk为调制模块时钟，start为调制模块的使能信号，x为基带信号，y是qpsk调制信号的输出端，carrier【3..0】为4种不同相位的载波，其相位非别为0、90、180、270度，锁相环模块用来进行相位调节，用来模拟通信系统中发送时钟与接收时钟的不同步start1为解调模块的使能信号。y2为解调信号的输出端。 2.2调制电路VHDL程序 程序说明

Xilinx ISE 13.4软件使用方法

Xilinx ISE 13.4软件使用方法 本章将以实现一个如图所示的4为加法器为例，来介绍Xilinx ISE13.4开发流程，并且最终下载到实验板BASYS2中运行。 1 A 1 1.建立工程 运行Xilinx ISE Design Suite 13.4，初始界面如图F2所示 F1软件初始状态表 选择File->New Project ，该对话框显示用向导新建工程所需的步骤。 在Name 栏中输入工程名称（注意：以下所有不能含有中文字符或空格），如“test”。在Location 栏中选择想要存放的工程位置，如“E:\code\Xilinx\test”。顶层语言选项栏中选择“HDL”语言。设置向导最终设置效果如图F2所示 F2路径信息设置表

点击“Next”，进入芯片型号选择界面。在本界面中，根据BASYS2实验板上的芯片型号进行相关设置，设置效果如图F3所示。 F3芯片信息选择表 点击“Next”，出现如图F4所示工程信息汇总表格。 F4工程信息汇总表 点击“Finish”完成设置。

2新建Verilog文件 在F5所示界面中，如图所示的区域内右击鼠标，选择“New Source”，出现F6对话框。 F5 在File name栏中键入verilog文件的名称，如“test”。 F6 点击“Next”，在本界面中将设置加法器的输入输出引脚数量，如图F1所示的加法器共有A、B、C0、S和C1，5组引脚，其中A、B和S为4位总线形式，因此设置结果如图F7所示。

F7 点击“Next”，出现Verilog新建信息汇总表。 F8 点击“Finish”，完成Verilog新建工作。 3逻辑设计 输入代码

qpsk调制解调——基于fpga

一实验概述 本实验包括：分频器设计、计数器设计、串行移位输出器设计、伪码发生器设计、QPSK I/Q调制器设计、QPSK I/Q解调器设计，基于选项法中频调制器设计并将其综合起来组成一个系统。 二实验仪器 计算机ALTER公司的Quartus8.0 EDA试验箱。 三EDA及实验工具简介 EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA应用。 quartus II 是Altera公司的综合性PLD开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。Altera quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字

系统设计者的欢迎。 四 实验步骤及实验模块参数 （一）设计一个分频器，要求29 分频。 （二）设计计数器，计数值16。 （三）设计串行移位输出器，移位级数14。 (四）设计伪码发生器，伪码产生的数据数率要8Kb/s ，特征方程13 59+++x x x 。 （五）设计QPSK I/Q 调制器，调制载波288KHZ ，基带速率576KHZ ，系统时 钟4068KHZ 。 （六）设计QPSK I/Q 解调器，调制载波576KHZ ，基带速率288KHZ ，系统时钟4068KHZ 。 （七）设计选项法中频调制，调制载波是基带载波的16倍。 （八）设计中频调制对应的解调器，解调出I/Q 两路信号，并合成原始信号。 （九）系统综合，用模块构建整个系统，实现调制解调功能。 实验项目设计要求： 利用自己前列试验项目设计结果，构建如下框图所示的调制、解调系统。完成对下述系统的构建、调试、仿真，使之达到运行正确。 D

赛灵思(Xilinx)FPGA用户约束文件的分类和语法说明

赛灵思（Xilinx）FPGA用户约束文件的分类和语法说明 FPGA设计中的约束文件有3类：用户设计文件（.UCF文件）、网表约束文件（.NCF文件）以及物理约束文件（.PCF文件），可以完成时序约束、管脚约束以及区域约束。3类约束文件的关系为：用户在设计输入阶段编写UCF文件，然后UCF文件和设计综合后生成NCF文件，最后再经过实现后生成PCF 文件。UCF文件是ASC 2码文件，描述了逻辑设计的约束，可以用文本编辑器和Xilinx约束文件编辑器进行编辑。NCF约束文件的语法和UCF文件相同，二者的区别在于：UCF文件由用户输入，NCF文件由综合工具自动生成，当二者发生冲突时，以UCF文件为准，这是因为UCF的优先级最高。PCF文件可以分为两个部分：一部分是映射产生的物理约束，另一部分是用户输入的约束，同样用户约束输入的优先级最高。一般情况下，用户约束都应在UCF文件中完成，不建议直接修改NCF文件和PCF文件。约束文件的后缀是.ucf，所以一般也被称为UCF文件。创建约束文件有两种方法，一种是通过新建方式，另一种则是利用过程管理器来完成。第一种方法：新建一个源文件，在代码类型中选取ImplementaTIon Constrains File，在File Name中输入约束文件的名称。单击Next按键进入模块选择对话框，选择要约束的模块，然后单击Next进入下一页，再单击Finish按键完成约束文件的创建。第二种方法：在工程管理区中，将Source for设置为Synthesis/ImplementaTIon。Constrains Editor是一个专用的约束文件编辑器，双击过程管理区中User Constrains下的Create TIming Constrains就可以打开Constrains Editor。需要注意的是，UCF文件是大小敏感的，端口名称必须和源代码中的名字一致，且端口名字不能和关键字一样。但是关键字NET是不区分大小写的。UCF文件的语法说明：1．语法UCF文件的语法为：{NET|INST|PIN} signal_name Attribute;其中，signal_name是指所约束对象的名字，包含了对象所在层次的描述；Attribute为约束的具体描述；语句必须以分号；结束。可以用#或添加注释。需要注意的是：UCF文件是大小写敏感的，信号名必须和设计中保持大小写一致，但约束的关键字可以是大写、小写甚至大小写混合。例如：NET CLK LOC = P30;CLK就是所约束信号名，LOC = P30；是约束具体的含义，将CLK信号分配到FPGA的P30管脚上。对于所有的约束文件，使用与

Xilinx ISE Design Suite 13.4 软件使用流程(EDK和SDK部分)

Xilinx ISE Design Suite 13.4 软件使用流程 （EDK与SDK部分） ISE的全称为Integrated Software Environment，即“集成软件环境”，是Xilinx公司的硬件设计工具。相对容易使用的、首屈一指的PLD设计环境！ISE将先进的技术与灵活性、易使用性的图形界面结合在一起，不管您的经验如何，都让您在最短的时间，以最少的努力，达到最佳的硬件设计。 EDK=Embedded Development Kit，嵌入式开发套件。EDK是xilinx公司开发嵌入式系统的工具。比起xilinx的ISE，二者不同在于，如果仅仅是使用xilinx的fpga做逻辑设计，只需要ISE开发环境。但是如果要使用powerpc或者microblaze处理器，从硬件到软件设计的整个嵌入式系统设计，就需要EDK。 SDK（Software Development Kit, 即软件开发工具包）一般是一些被软件工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具的集合。 我是一个刚刚接触Xinlinx公司开发的fpga。在对软件使用中遇到很多问题，在网上很难找到完全匹配的教程。特别是在EDK的使用过程中，网上流传的教程都是基于老版本的。步骤上有一些差异，对初学者来说往往不知所云，官网上的英文资料也存在一定的理解问题。因此在此介绍一些EDK的使用步骤。在老版本的EDK中。硬件逻辑和软件工程是在一个EDK软件中的。而版本比较新一点的，需要EDK硬件工程部分和SDK软件工程部分结合使用。 以下为具体的使用步骤，在解说的过程中不免出现错误。还希望朋友们给以宝贵的意见。 1.首先点击电脑中的Xilinx Platform Studio 快捷方式，打开EDK软件。如果桌面上没有快捷方式，也可以在开始——所有程序----Xilinx ISE Design Suite 13.4——EDK——Xilinx Platform Studio。图标如下图中间完整的显示。

赛灵思ZYNQ-7000架构

赛灵思ZYNQ-7000架构 该文章的硬件平台是：ZC702（XC7Z020-1CLG484CES ）。所用软件包括：PlanAhead、Xilinx Platform Studio、Xilinx Software Development Kit，版本均为14.4。串口工具为Tera Term。 ZYNQ-7000是Xilinx推出的一款全可编程片上系统（All Programmable SoC），该芯片集成了ARM Cortex A9双核与FPGA，所以ZYNQ是一款SoPC芯片。其架构如下图： 图中的Processing System（一般简称为PS）即为处理器（ARM Cortex A9 MPCore）部分，里面资源非常的丰富，具体可参看Xilinx官方文档。Programmable Logic（一般简称为PL）即可编程部分（FPGA），该部分的资源随SoC芯片级别高低不同而不同，最低的是ArTIx-7（Zynq-7010和Zynq-7020），最高的是Kintex-7（Zynq-7030和Zynq-7045）。当然，后续可能SoC中的FPGA会使用更高的Virtex系列，这个就不得而知了。 PS和PL的关系：PS的实质就是一个ARM Cortex A9 MPcore，所以如果我们不使用可编程部分，我们完全可以只使用PS部分。也就是说，对于ZYNQ芯片，PS部分可以完全独立使用，不依赖PL部分。 PL部分的实质是Xilinx FPGA。在ZYNQ中，我们可以把PL看成是PS的另一个具有可重配置特点的外设，它可以作为PS部分的一个从设备，受ARM处理器控制。比如ARM （PS）的串口数量不够时，以太网接口不够时，或者需要视频接口时都可以用PL部分扩展。当然我们也可以把PL部分看成一个不受ARM处理器控制，与ARM处理器对等的主设备，主动完成与外部芯片、接口的数据交互。更甚至PL部分也可以作为整个系统的主设备，主动从APU部分的存储器中获取、存储数据，并可控制ARM处理器的运算。所以，理论上PL部分也可以像PS部分那样独立运行。但限制是必须使用JTAG接口对PL 部分进行配置。如果没有JTAG接口，就无法独立运行，因为ZYNQ的PS部分和PL部分都必须依靠PS来完成芯片的初始化配置。 随着嵌入式系统越来越复杂，功能越来越强大，往往在设计中既需要非常灵活的FPGA，

qpsk调制解调——基于fpga

一 实验概述 本实验包括：分频器设计、计数器设计、串行移位输出器设计、伪码发生器设计、QPSK I/Q 调制器设计、QPSK I/Q 解调器设计，基于选项法中频调制器设计并将其综合起来组成一个系统。 二 实验仪器 计算机ALTER 公司的Quartus8.0 EDA 试验箱。 三 EDA 及实验工具简介 EDA 技术就是以计算机为工具，设计者在EDA 软件平台上，用硬件描述语言VHDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA 技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。从应用领域来看，EDA 技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA 应用。 quartus II 是Altera 公司的综合性PLD 开发软件，支持原理图、VHDL 、VerilogHDL 以及AHDL （Altera Hardware Description Language ）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD 设计流程。quartus II 可以在XP 、Linux 以及Unix 上使用，除了可以使用Tcl 脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。Altera quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。 四 实验步骤及实验模块参数 （一）设计一个分频器，要求29 分频。 （二）设计计数器，计数值16。 （三）设计串行移位输出器，移位级数14。 (四）设计伪码发生器，伪码产生的数据数率要8Kb/s ，特征方程13 59+++x x x 。 （五）设计QPSK I/Q 调制器，调制载波288KHZ ，基带速率576KHZ ，系统时 钟4068KHZ 。 （六）设计QPSK I/Q 解调器，调制载波576KHZ ，基带速率288KHZ ，系统时钟4068KHZ 。 （七）设计选项法中频调制，调制载波是基带载波的16倍。 （八）设计中频调制对应的解调器，解调出I/Q 两路信号，并合成原始信号。 （九）系统综合，用模块构建整个系统，实现调制解调功能。

Xilinx FPGA DCI的应用

Xilinx系列FPGA的DCI技术 1、DCI技术概述 随着FPGA芯片越大而且系统时钟越高，PCB板设计以及结构设计变得越难，随着速率的提高，板间的信号完整性变的非常关键，PCB板上若有关键信号，那么需要进行阻抗匹配，从而避免信号的反射和震荡。Xilinx公司提供DCI （Digitally Controlled Impedance）可以在芯片内部进行阻抗匹配，匹配电阻更加接进芯片，可以减少元器件，节省PDB板面积，并且也更方便走线。 传统的阻抗匹配是在PCB板上端接一个电阻。理想情况下，源端输出阻抗认为是很小的，而接受端的输入阻抗认为是很大，在实际电路中都可以不去考虑，只考虑PCB上的走线，从接收端看过去PCB特征阻抗应该等于源端接电阻，这样电流从源端流向接收端才不会导致反射。 2、阻抗匹配原理 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时，为使负载得到最大功率，负载阻抗与内阻必须满足共扼关系，即电阻成份相等，电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。 在高速的设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。阻抗匹配的技术可以说是丰富多样，但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用，需要衡量多个方面的因素。例如我们在系统中设计中，很多采用的都是源段的串连匹配。对于什么情况下需要匹配，采用什么方式的匹配，为什么采用这种方式。例如：差分的匹配多数采用并联终端匹配；时钟采用串联源端匹配。

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现 数字调制信号又称为键控信号,调制过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制,最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK).根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制).多进制数字调制与二进制相比,其频谱利用率更高.其中QPSK(即4PSK)是MPSK(多进制相移键控)中应用最广泛的一种调制方式。 1 QPSK简介 QPSK信号有00、01、10、11四种状态。所以,对输入的二进制序列,首先必须分组,每两位码元一组。然后根据组合情况,用载波的四种相位表征它们。QPSK信号实际上是两路正交双边带信号, 可由图1所示方法产生。 QPSK信号是两个正交的2PSK信号的合成,所以可仿照2PSK信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A和B两个分量,然后还原成串行二进制数字信号,即可完成QPSK信号的解调,解调过程如图2所示。

图1 QPSK 信号调制原理图 图2 QPSK 信号解调原理图 2 QPSK 调制电路的FPGA 实现及仿真 2.1基于FPGA 的QPSK 调制电路方框图 基带信号通过串/并转换器得到2位并行信号,,四选一开关根据该数据,选择载波对应的相位进行输出,即得到调制信号,调制框图如图3所示。 基带信号clk start 串/并转换四选一开关 分 频 0°90°180°270° 调制信号 FPGA 图3 QPSK 调制电路框图 系统顶层框图如下

图中输入信号clk为调制模块时钟，start为调制模块的使能信号，x为基带信号，y是qpsk调制信号的输出端，carrier【3..0】为4种不同相位的载波，其相位非别为0、90、180、270度，锁相环模块用来进行相位调节，用来模拟通信系统中发送时钟与接收时钟的不同步start1为解调模块的使能信号。y2为解调信号的输出端。 2.2调制电路VHDL程序 程序说明 信号yy 载波相位载波波形载波符号 “00”0°f3 “01”90°f2 “10”180°f1 “11”270°f0

Xilinx Platform Studio的使用流程

Xilinx Platform Studio的使用流程 （1）配置硬件 根据BSB向导完成硬件的配置，在Project option设置HDL and simulation 然后generate netlist 编写引脚约束文件ucf，并generate bitstream，生成相应的bit文件（工程名.bit）

编译后可打开xflow.log查看硬件资源的使用情况 （2）编译软件 首先generate libraries，产生与硬件相匹配的xparameters.h文件。 编写C程序，并添加入工程 范例程序，简单IO口的操作： #include "xparameters.h" //必须包含此头文件 #include "stdio.h"

#include "xgpio.h" //==================================================== int main(void) { XGpio led_8bit; XGpio_Initialize(&led_8bit,XPAR_LEDS_8BIT_DEVICE_ID); XGpio_SetDataDirection(&led_8bit,1,0x00000000);//???? unsigned intnflashtemp; nflashtemp = 0x00000011; unsigned int i; while(1) { nflashtemp = nflashtemp<<1; if( nflashtemp == 0x00001100) { nflashtemp = 0x00000011; } XGpio_DiscreteWrite(&led_8bit,1,nflashtemp); for(i=0;i<10000000;i++); } } 调试阶段一般不需优化程序

赛灵思 ISE 设计套件 11.1 为客户量身打造四种工具流程

赛灵思ISE 设计套件11.1 为客户量身打造四种工具流程 作者：Michael Santarini 随着Xilinx? ISE? 设计套件11.1 的推出，赛灵思在优化设计方法、更好地满足不同技能客户的多样化需求，以及帮助客户利用赛灵思FPGA 目标设计平台进行创新设计方面迈出了一大步。赛灵思ISE 设计套件11.1同时推出四种全新的工具流程，专为逻辑设计人员、嵌入式开发人员、DSP算法开发人员以及系统集成人员量身定制，以满足他们的不同要求。

? 2009 年赛灵思版权所有。Xilinx、Xilinx 徽标、Virtex、Spartan、ISE、以及本文涉及的其它指定品牌均为赛灵思公司在美国及其它国家的商标。MATLAB 以及Simulink 均为The MathWorks 公司的注册商标。PCI、PCle 以及PCI E 为PCI-SIG 的商标，须得到许可后才可使用。PowerPC 名称及徽标为IBM 公司的注册商标，须得到许可才可使用。所有其它商标均归其各自所有者所有。

此前，赛灵思的客户主要是逻辑设计人员，他们是精通硬件设计和硬件描述语言 (HDL) 的电气工程师。不过，在过去 8 年间，随着各代 Virtex? 和 Spartan? FPGA 产品的推出，逻辑单元以及 MPU 和 DSP 等嵌入式软硬件处理器呈指数级增长。在此情况下，赛灵思的客户中迅速增加了大量嵌入式软硬件工程师、DSP 算法开发人员和系统集成人员，他们都使用赛灵思的器件来构建高级片上系统。也就是说，不仅多领域的设计团队在使用赛灵思的器件，而且很多情况下，就连对 HDL 设计不了解或了解甚少的人如今也都在用赛灵思 FPGA 开展系统设计工作。 在推出 ISE 设计套件 11.1之前，赛灵思为所有客户提供了一套完整的工具和 IP 。每个用户可以根据 FPGA 编程的需要选择使用不同的工具。不过，如果客户对逻辑／连接设计不熟悉的话，可能会对众多工具和IP 的选择感到无所适从。举例来说，如果客户不熟悉硬件调试，可能就不了解 ChipScope? Pro 分析器的优点，不知道这款工具能自动完成调试任务，可以帮助用户简化设计工作。为了帮助不同设计领域的用户在熟悉的可定制环境中更高效地开展设计工作，赛灵思现在推出了四种全新的ISE 设计套件配置版本：逻辑版本、嵌入式版本、DSP 版本和系统版本（见图 1）。 图 1：全新工具流程 赛灵思对不同领域的客户进行了认真地调查，了解其设计方法，看看他们会使用赛灵思和第三方合作伙伴提供的哪些工具成功进行赛灵思 FPGA 设计工作。

论文 基于FPGA的QPSK解调器的设计与实现

基于FPGA 的QPSK 解调器的设计与实现 Design and Realization of QPSK Demodulation Based on FPGA Technique 赵海潮（Zhao ，Haichao ） 周荣花（Zhou ，Ronghua ） 沈业兵（Shen ，Yebing ） 北京理工大学 （北京 100081） 摘要：根据软件无线电的思想，用可编程器件FPGA 实现了QPSK 解调，采用带通采样技术对中频为70MHz 的调制信号采样，通过对采样后的频谱进行分析，用相干解调方案实现了全数字解调。整个设计基于XILINX 公司的ISE 开发平台，并用Virtex-II 系列FPGA 实现。用FPGA 实现调制解调器具有体积小、功耗低、集成度高、可软件升级、扰干扰能力强的特点，符合未来通信技术发展的方向。 关键词：QPSK ；FPGA ；软件无线电；带通采样 中图分类号：TN91 文献标识码：A Abstract ： This paper describes the design of QPSK demodulator based on the Xilinx's FPGA device. It is in accord with software radio, bandpass sampling and coherent demodulation techniques are used in the demodulation, and also make analysis with the spectrum. key words ： QPSK ；FPGA ；software radio ；bandpass sampling 1、引言 四相相移键控信号简称“QPSK ”。它分为绝对相移和相对相移两种。由于绝对移相方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK 。它具有一系列独特的优点，目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。FPGA 器件是八十年代中期出现的一种新概念,是倍受现代数字系统设计工程师欢迎的新一代系统设计方式。FPGA 器件可反复编程，重复使用，没有前期投资风险，且可以在开发系统中直接进行系统仿真，也没有工艺实现的损耗。因此在小批量的产品开发、研究场合，成本很低。 本文按照软件无线电的设计思想，先进行计算机模拟仿真，具体实现中充分利用FPGA 的特点，并通过带通采样技术，成功的实现了对70MHz 中频QPSK 信号的解调。 2、解调器的设计与实现 在全数字实现QDPSK 解调的过程中，与AD 接口的前端需要很高的处理速度，但是这些处理的算法又比较简单，FPGA 器件独特的并行实时处理的特点刚好可以在这里得到体现，因此，ADC 以后的数字信号处理全部由FPGA 来实现。考虑到QDPSK 相干检测比差分检测有 2.3dB 功率增益，选择用相干解调算法实现解调。解调方框图如下： 图1解调框图 本文采用的解调方案是将AD 量化得到的数字信号)(n x 与NCO 产生的一对相互正交的本

Xilinx ISE 使用入门手册

Xilinx ISE使用入门手册1 发布日期：2009-3-613:06:10文章来源：搜电浏览次数：2940 1、ISE的安装 现以ISE5.2i为例介绍Xilinx ISE Series的安装过程。 1）系统配置要求 ISE5.2i推荐的系统配置与设计时选用的芯片有关。因为在综合与实现过程中运算量非常大，所以对系统配置要求很高。为了提高综合、仿真、实现过程的速度，对于计算机的CPU的主频、主板和硬盘的工作速度，尤其是内存大小配置都有非常高的要求。在ISE5.2i 支持的所有Xilinx的FPGA/CPLD中，要求最低的Spartan II和XC9500/XL/XV等系列需要的内存和虚拟内存推荐值均达到128MB，而对于Virtex-II XC2V8000来说，需要的内存和虚拟内存推荐值均高达3GB。 2）ISE5.2i的安装 以中文版Windows XP操作系统为例加以说明。 （1）启动Windows XP，插入ISE5.2i安装光盘，自动或选择执行Install.exe，安装界面如图4.25所示。 图4.25ISE5.2i安装界面

（2）单击此时安装界面上的操作选择“下一步”直到出现图示对话框，输入有效的Registration ID。之后单击“下一步”选择安装路径；再之后点击“下一步”，会弹出图4.26的对话框，可以选择器件模型。 图4.26器件模型选择对话框 （3）点击“下一步”，如图4.27所示，可以选择器件种类。

图4.27器件种类选择对话框 通过以上步骤后，可根据具体情况来选择，继续“下一步”即可完成安装。 安装完成后，环境变量应作如下描述： 若操作系统是Windows NT/2000/XP，选择开始－>控制面板－>系统－>选项－>系统－>高级－>环境变量，在环境变量中加入： 变量名：Xilinx 变量值：C：Xilinx（即安装路径） 具体设置如图4.28所示。

赛灵思高层次综合工具加速FPGA设计

赛灵思高层次综合工具加速FPGA设计 382 顶 作者：Sharad Sinha 博士生 新加坡南洋理工大学 sharad_sinha@https://www.wendangku.net/doc/2713346826.html,.sg Vivado HLS配合C语言等高级语言能帮助您在FPGA上快速实现算法。 高层次综合（HLS）是指自动综合最初用C、C++或SystemC语言描述的数字设计。工程师之所以对高层次综合如此感兴趣，不仅是因为它能让工程师在较高的抽象层面上工作，而且还因为它能方便地生成多种设计解决方案。利用HLS，您能探索各种可能性，分析面积和性能特点，最终确定一个方案在FPGA芯片上实现算法。举例来说，您能探索将存储器映射到Block RAM（BRAM）或分布式RAM上有什么不同的影响，或者分析回路展开以及其它回路相关优化有什么效果，而且不必手动生成不同的寄存器传输级（RTL）设计。您所要做的仅仅是在 C/C++/SystemC设计中设置相关指令而已。 赛灵思在其最新发布的Vivado?工具套件中推出了HLS工具。Vivado HLS是AutoESL工具的品牌转型重塑，可提供众多技术帮助您优化C/C++/SystemC代码以实现目标性能。这样的HLS工具就能帮助您在FPGA上快速实现算法，无需借助基于Verilog和VHDL等硬件描述语言的非常耗时的RTL设计方法。 为了帮助用户了解Vivado HLS如何工作，我们不妨以矩阵乘法设计为例逐步剖析从设计描述（C/C++/SystemC）到FPGA实现整个端对端综合流程。矩阵乘法在许多应用中都很常见，并广泛用于图像和视频处理、科学计算和数字通信。本项目中的所有结果均使用Vivado HLS 2012.4生成，搭配使用赛灵思ISE?软件（14.4版）进行物理综合和布局布线。此外，这一流程还采用了ModelSim和GCC-4.2.1-mingw32vc9进行RTL协同仿真。 图1显示了简单的综合流程，从C/C++/SystemC设计开始。C/C++/SystemCtestbench用于验证设计功能的正确性，同时还可用于RTL和C的协同仿真。协同仿真包括验证生成的

赛灵思FPGA的SRL16移位寄存器原理与使用

赛灵思FPGA的SRL16移位寄存器原理与使用 可以定义移位长度的移位寄存器。就是用一个lut可以实现16位的移位寄存器。 SRL16 的是16bit移位寄存器查找表// 16-Bit Shift Register Look-Up-Table (LUT) 在一个LUT中可以实现16个FF移位的功能！SSRL16 SRL16_inst (.Q(Q), // SRL data output.A0(A0), // Select[0] input.A1(A1), // Select[1] input.A2(A2), // Select[2] input.A3(A3), // Select[3] input.CLK(CLK), // Clock input.D(D) // SRL data input); Xilinx 官网的说明原理 SRL16 is a shift register look up table (LUT). The inputs A3, A2, A1, and A0 select the output length of the shift register. The shift register may be of a fixed, staTIc length or it may be dynamically adjusted. The shift register LUT contents are iniTIalized by assigning a four-digit hexadecimal number to an INIT attribute. The first, or the left-most, hexadecimal digit is the most significant bit. If an INIT value is not specified, it defaults to a value of four zeros (0000) so that the shift register LUT is cleared during configuraTIon.The data (D) is loaded into the first bit of the shift register during the Low-to-High clock (CLK) transiTIon. During subsequent Low-to-High clock transitions data is shifted to the next highest bit position as new data is loaded. The data appears on the Q output when the shift register length determined by the address inputs is reached. 这里说了几点，- 移位寄存器的初始值可以用INIT属性初始化；- 移位寄存器的长度由地址线的取值决定；- 移位数据从D端输入，Q端输出 - 先移入的数据是MSB Xilinx 官网的说明Static Length ModeTo get a fixed length shift register, drive the A3 through A0 inputs with static values. The length of the shift register can vary from 1 bit to 16 bits as determined from the following formula: Length = (8*A3) +(4*A2) + (2*A1) + A0 +1 If A3, A2, A1, and A0 are all zeros (0000), the shift register is one bit long. If they are all ones (1111), it is 16 bits long. Xilinx 官网的说明Dynamic Length ModeThe length of the shift register can be changed

(完整版)XilinxSDK使用教程

Xilinx SDK使用教程 本文参考Xilinx SDK软件内置的教程，打开方法：打开SDK->Help->Cheet Sheets...->Xilinx SDK Tutorials，这里有6篇文档。本文详细介绍其中的4篇（与Application相关） 如何创建一个新的软件应用 1.打开SDK，切换到c/c++界面下。（有两个界面，还有一个是Debug界面，在软件右上角处切换） 2.指定一个新的硬件平台项目 在SDK开发软件时，需要指定硬件平台。（如果你打开一个现成的SDK工作空间，这一步可以省略）如果SDK工作空间中没有指定，BSP新建窗口会弹出，询问你硬件平台。 ---File > New > Other > Xilinx > Hardware Platform Specification ---Next, 显示新的硬件项目对话框。 ---设定项目名称，以及由Vivado产生的硬件平台。 ---Finish. 3.创建一个独立的板级支持包（Board Support Package ） ---File > New > Board Support Package,打开对话框。 ---指定新项目的名字（已初始一个默认的名称） ---从CPU下拉列表中，选择目标处理器 ---从BSP OS下拉列表中，选择操作系统，默认是standalone(没有操作系统) ---Finish.弹出BSP设置对话框

---配置参数，生成一个BSP ---OK 4.创建应用项目 ---File > New > Application Project ---指定项目名称 ---选择OS ---选择目标硬件平台 ---选择目标处理器 ---选择编程语言 ---选择一个现有的BSP，或者新建一个 ---Next ---选择一个模板，生成一个可直接运行的软件工程 ---Finish 如何调试一个软件应用 1.配置目标连接 如果你想用本地设备，你可以跳过这个步骤。 ---确保设备和remote host相连接。 ---在remote host上启动hw_server，通过执行hw_server.bat或者hw_server.csh文件。---在‘Target Connection’下，单击“Add Target Connection”。 ---在‘Target Name’中指定远程连接的名称。 ---‘Set as default target’此项可选择。 ---指定hw_server的ip地址和端口号。hw_server的默认端口号是3121。

实验一 Xilinx-ISE13软件使用

实验一 Xilinx_ISE 软件使用与计数器相关实验 一、实验目的 1.1了解并掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法； 1.2学习并掌握采用Xilinx_ISE 软件开发可编程器件的过程 1.3学习使用verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方法； 1.4掌握分层次、分模块的电路设计方法，熟悉使用可编程器件实现数字系统的一 般步骤。 二、实验条件 PC机 Xilinx ISE13.1 软件 USB下载线 Digilent Adept软件（2.0或更新版） Xilinx大学计划开发板Basys2 三、预习要求 阅读实验原理及参考资料，了解使用Xilinx ISE13.1 软件开发Xilinx 可编程器件，设计实现所需电子系统的流程。 四、实验原理 4.1 可编程器件开发流程 4.2 Xilinx ISE13.1 软件概要介绍 ISE 简要介绍 Xilinx 是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，研发、制造并销售应用范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及定义系统级功能的IP（Intellectual Property）核，长期以来一直推动着FPGA技术的发展。Xilinx的开发工具也在不断地升级，目前的ISE Project Navigator 13.x 集成了FPGA 开发需要的所有功能，其主要特点有：

?包含了Xilinx新型SmartCompile技术，可以将实现时间缩减 2.5 倍，能在最短的时间内提供最高的性能，提供了一个功能强大的设计收敛环境； ?全面支持Virtex-5 系列器件（业界首款65nm FPGA）； ?集成式的时序收敛环境有助于快速、轻松地识别FPGA 设计的瓶颈； ?可以节省一个或多个速度等级的成本，并可在逻辑设计中实现最低的总成本。 ISE Project Navigator 13.x的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载，涵盖了FPGA 开发的全过程，从功能上讲，其工作流程无需借助任何第三方EDA 软件。?设计输入：ISE 提供的设计输入工具包括用于HDL 代码输入和查看报告的ISE 文本编辑器（The ISE Text Editor），用于原理图编辑的工具ECS（The Engineering Capture System），用于生成IP Core 的Core Generator，用于状态机设计的StateCAD 以及用于约束文件编辑的Constraint Editor等。 ?综合：ISE 的综合工具不但包含了Xilinx 自身提供的综合工具XST，同时还可以内嵌Mentor Graphics公司的LeonardoSpectrum 和Synplicity公司的Synplify，实现无缝链接。?仿真：ISE 本身自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具HDL Bencher，同 时又提供了使用Model Tech 公司的Modelsim进行仿真的接口。 ?实现：此功能包括了翻译、映射、布局布线等，还具备时序分析、管脚指定以及增 量设计等高级功能。 ?下载：下载功能包括了BitGen，用于将布局布线后的设计文件转换为位流文件，还 包括了ImPACT，功能是进行设备配置和通信，控制将程序烧写到FPGA 芯片中去。?使用ISE 进行FPGA 设计的各个过程可能涉及到的设计工具如表4-1 所示。

xilinxfpga引脚功能详细介绍

ＸｉｌｉｎｘＦＰＧＡ引脚功能详细介绍 注：技术交流用，希望对大家有所帮助。 IO_LXXY_# 用户IO引脚 XX代表某个Bank内唯一的一对引脚，Y=[P|N]代表对上升沿还是下降沿敏感，#代表bank 号 2.IO_LXXY_ZZZ_# 多功能引脚 ZZZ代表在用户IO的基本上添加一个或多个以下功能。 Dn：I/O（在readback期间），在selectMAP或者BPI模式下，D[15:0]配置为数据口。在从SelectMAP读反馈期间，如果RDWR_B=1，则这些引脚变成输出口。配置完成后，这些引脚又作为普通用户引脚。 D0_DIN_MISO_MISO1：I，在并口模式（SelectMAP/BPI）下，D0是数据的最低位，在Bit-serial模式下，DIN是信号数据的输入；在SPI模式下，MISO是主输入或者从输出；在SPI*2或者SPI*4模式下，MISO1是SPI总线的第二位。 D1_MISO2，D2_MISO3：I，在并口模式下，D1和D2是数据总线的低位；在SPI*4模式下，MISO2和MISO3是SPI总线的MSBs。 An：O，A[25:0]为BPI模式的地址位。配置完成后，变为用户I/O口。 AWAKE：O，电源保存挂起模式的状态输出引脚。SUSPEND是一个专用引脚，AWAKE是一个多功能引脚。除非SUSPEND模式被使能，AWAKE被用作用户I/O。 MOSI_CSI_B_MISO0：I/O，在SPI模式下，主输出或者从输入；在SelectMAP模式下，CSI_B是一个低电平有效的片选信号；在SPI*2或者SPI*4的模式下，MISO0是SPI总线的第一位数据。 FCS_B：O，BPI flash 的片选信号。 FOE_B：O，BPI flash的输出使能信号 FWE_B：O，BPI flash 的写使用信号 LDC：O，BPI模式配置期间为低电平 HDC：O，BPI模式配置期间为高电平 CSO_B：O，在并口模式下，工具链片选信号。在SPI模式下，为SPI flsah片选信号。